Menee conjointement par CEA et CEA, cette recherche met en lumière le rôle de TgREMIND dans l'infection par Toxoplasma gondii.
L'Essentiel : Menee conjointement par CEA et CEA, cette recherche met en lumière le rôle de TgREMIND dans l'infection par Toxoplasma gondii.
Rodrigue Houngue, chercheur·e au sein de I2BC; I2BC; LBBM (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives).
Thèse soutenue en 2023 à l'école doctorale École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....).
Cette recherche s'inscrit dans le cadre d'une cotutelle franco-béninoise, garantissant un ancrage simultané sur le terrain local et dans les standards académiques internationaux.
Référencée dans le réseau ABES/STAR, cette thèse répond aux critères de rigueur de l'enseignement supérieur français.
Contexte et Problématique
Toxoplasma gondii, un parasite du phylum Apicomplexa, est un agent pathogène responsable de la toxoplasmose, une infection qui affecte les animaux ainsi que les humains. La virulence et la survie intracellulaire de T. gondii sont largement dépendantes des organites sécrétoires spécifiques, notamment les micronèmes, les rhoptries et les granules denses. Ces organites jouent un rôle fondamental dans l'invasion des cellules hôtes. Les facteurs de virulence, tels que les protéines MICs, ROPs/RONs et GRAs, sont contenus dans ces structures et sont cruciaux pour l'infection. La compréhension du trafic intracellulaire et de la biogénèse de ces organites est donc primordiale pour développer des stratégies thérapeutiques contre la toxoplasmose.
La protéine TgREMIND (T. gondii REgulator of Membrane Interacting Domain) a été identifiée comme un régulateur clé dans la biogénèse des organites sécrétoires. Ce régulateur interagit avec d'autres facteurs de trafic, tels que TgVPS35 et TgSORT, et est impliqué dans la sécrétion des facteurs virulents. L'étude de TgREMIND permet d'explorer les mécanismes moléculaires sous-jacents à l'infection par T. gondii, ouvrant ainsi des perspectives pour le ciblage de ces mécanismes dans le développement de traitements contre la toxoplasmose.
Méthodologie
La recherche a été structurée autour de l'identification et de la caractérisation de TgREMIND. Une approche bio-informatique a permis de déterminer que TgREMIND contient un domaine F-BAR, connu pour sa capacité à induire la formation de vésicules en se liant aux membranes. Un second domaine, nommé REMIND, a été identifié, mais ses fonctions restent à définir. La fixation de TgREMIND aux phosphoinositols a été confirmée par des tests de Lipid Overlay, indiquant une interaction prédite avec les membranes cellulaires.
Pour explorer les partenaires d'interaction de TgREMIND, des expériences de GST-pull down ont été menées. Ces tests ont révélé que TgREMIND interagit avec divers facteurs lipidiques et des protéines associées aux granules denses et aux rhoptries. La microscopie confocale a été utilisée pour visualiser l'expression de TgREMIND dans les compartiments subcellulaires, mettant en évidence sa distribution cytoplasmique et sa présence dans les compartiments golgiens et post-golgiens.
Un mutant knock-out inductible de TgREMIND a été créé pour étudier les conséquences de l'absence de cette protéine. Des analyses morphologiques ont été réalisées pour observer les changements dans la structure des rhoptries et la présence des granules denses. Les tests de sécrétion ont permis d'évaluer l'impact sur la virulence et la capacité d'invasion des parasites.
Résultats Principaux
L'analyse des résultats a révélé que TgREMIND joue un rôle crucial dans le trafic intracellulaire et la biogénèse des organites sécrétoires de T. gondii. L'absence de TgREMIND a entraîné des modifications morphologiques notables des rhoptries, une disparition des granules denses et une inhibition de la sécrétion de leur contenu. Ces altérations ont conduit à une incapacité significative des parasites à envahir les cellules hôtes, compromettant ainsi leur capacité à causer une infection toxoplasmique.
La taille native de TgREMIND a été déterminée à environ 140 kDa par des techniques de western blot. Les expériences de complémentation du mutant TgREMIND ont montré que le rétablissement de TgREMIND corrigeait les défauts observés, confirmant son rôle dans la biogénèse des organites sécrétoires.
Une attention particulière a également été portée sur TgSTART, un partenaire lipidique de TgREMIND. La caractérisation de TgSTART a été réalisée à partir de parasites transgéniques et d'un mutant Knockdown de TgSTART, fournissant des informations supplémentaires sur les interactions lipidiques au sein de la cellule.
Discussion et Perspectives
Les résultats obtenus dans cette recherche soulignent l'importance de TgREMIND dans le fonctionnement des organites sécrétoires de T. gondii, et par conséquent, dans la virulence du parasite. L'identification des partenaires d'interaction de TgREMIND et son rôle dans la biogénèse des organites offrent une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires qui sous-tendent l'infection par T. gondii.
Les implications de ces découvertes sont significatives pour le développement de traitements contre la toxoplasmose. En ciblant les voies de biogénèse et de sécrétion des organites sécrétoires, il est possible de concevoir des thérapies innovantes qui pourraient réduire la virulence du parasite. La collaboration entre le CEA et l'Université d'Abomey-Calavi ainsi que la validation par l'ABES/STAR renforcent la crédibilité des résultats présentés.
Des études futures pourraient explorer les mécanismes d'action de TgREMIND en détail, ainsi que ses interactions avec d'autres protéines impliquées dans le trafic intracellulaire. De plus, la recherche sur TgSTART et d'autres partenaires lipidiques pourrait fournir des pistes supplémentaires pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques contre la toxoplasmose et d'autres infections parasitaires.
Accéder à l'étude complète
Sources et accès
Rodrigue Houngue. TgREMIND est essentiel pour la biogénèse des organites sécrétoires de Toxoplasma gondii et pour l'infection de l'hôte. Biologie cellulaire. Université Paris-Saclay; Université d'Abomey-Calavi UAC (Bénin), 2023. Français. ⟨NNT : 2023UPASL029⟩. ⟨tel-04072013⟩